Phân tích các phương pháp xác định áp lực nước đẩy nổi trong đất bùn sét tại quận 2, Tp. Hồ Chí Minh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 0
download

Phân tích các phương pháp xác định áp lực nước đẩy nổi trong đất bùn sét tại quận 2, Tp. Hồ Chí Minh

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong nghiên cứu này, tác giả thực hiện các phương pháp quan trắc thực nghiệm và phương pháp phần tử hữu hạn để xác định áp lực nước đẩy nổi trong đất bùn sét. Mục đích là để phân tích kết quả của các phương pháp thực nghiệm với nhau cũng như so sánh với phương pháp phần tử hữu hạn (PLAXIS). Để từ đó khẳng định sự tồn tại áp lực nước đẩy nổi trong đất bùn sét tại Quận 2, TP. Hồ Chí Minh, làm cơ sở để có phương án thiết kế kết cấu hợp lý cho sàn hầm trong khu vực này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phân tích các phương pháp xác định áp lực nước đẩy nổi trong đất bùn sét tại quận 2, Tp. Hồ Chí Minh

PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ÁP LỰC NƯỚC ĐẨY NỔI TRONG ĐẤT BÙN SÉT TẠI QUẬN 2, TP. HỒ CHÍ MINH LÊ BÁ VINH* HOÀNG LONG HẢI HOÀNG THẾ THAO Analysis of methods to determine buoyancy pressure in soft soils in District 2, Ho Chi Minh City Abstract: The East Saigon area, especially District 2, is currently a highly developed area of the real estate market in Ho Chi Minh City in terms of both transport infrastructure and new residential areas. However, according to many geotechnical investigations, the geological structure in District 2 has a thick layer of soft soil on average 15-30m. The monitoring results using Piezometer and Standpipe method showed that there was buoyancy force in soft soil. This observation data is consistent with the results of the analysis using a finite element method. Research results show that from the start of water rebound, the buoyancy pressure will increase over time, along with the dissipation of the excess pore pressure. This process is positively correlated with each other. The buoyancy force increased rapidly in the beginning and tended to increase slowly in the following years. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * H. B. Seed, I. M. Idriss, and I. Arango (1983) Quan điểm thiết kế kết cấu hiện nay đối đã nghiên cứu về tác động của hóa lỏng đến áp với các dự án có tầng hầm đƣợc xây dựng lực nƣớc lỗ rỗng trong đất cát. Theo đó, áp lực trong vùng đất bùn sét, chia làm 2 hƣớng: nƣớc lỗ rỗng gia tăng đột ngột khi xảy ra hiện Một là xem cao độ mực nƣớc ngầm nằm bên tƣợng hóa lỏng trong đất cát. dƣới lớp đất bùn sét, tức bỏ qua tác động của Ji-wen Zhang et al (2019) đã đƣa ra mô hình áp lực nƣớc đẩy nổi lên sàn hầm. Quan điểm thí nghiệm trong phòng để khảo sát lực đẩy nổi này gây ra thiếu an toàn trong thiết kế, dẫn tác động lên kết cấu ngầm trong điều kiện xuất đến thực tế đã xảy ra các sự cố nứt sàn hầm hiện dòng chảy. Kết quả nghiên cứu cho thấy do áp lực nƣớc đẩy nổi làm phát sinh ứng lực đẩy nổi khi xuất hiện dòng chảy lớn hơn suất kéo ở thớ trên của sàn. Hai là xem cao trƣờng hợp nƣớc tĩnh. độ mực nƣớc ngầm nằm ngay tại mặt đất, tức Trong nghiên cứu này, tác giả thực hiện kể đến ảnh hƣởng của áp lực lỗ rỗng lên sàn các phƣơng pháp quan trắc thực nghiệm và hầm. Quan điểm này quá thiên về an toàn phƣơng pháp phần tử hữu hạn để xác định trong thiết kế, dẫn đến chi phí xây dựng tăng, áp lực nƣớc đẩy nổi trong đất bùn sét. Mục gây phí phạm. đích là để phân tích kết quả của các phƣơng pháp thực nghiệm với nhau cũng nhƣ so * Bộ môn Địa cơ - Nền móng, khoa K Thuật Xây sánh với phƣơng pháp phần tử hữu hạn Dựng, Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Quốc (PLAXIS). Để từ đó khẳng định sự tồn tại Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Email: lebavinh@hcmut.edu.vn áp lực nƣớc đẩy nổi trong đất bùn sét tại ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2020 27
Quận 2, TP. Hồ Chí Minh, làm cơ sở để có phƣơng án thiết kế kết cấu hợp lý cho sàn hầm trong khu vực này. 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ÁP LỰC NƢỚC ĐẨY NỔI 2.1. Phƣơng pháp Piezometer Phƣơng pháp quan trắc bằng đầu đo Piezometer nhằm xác định trực tiếp áp lực đẩy nổi của nƣớc tự do trong lớp đất bùn sét tại vị trí thí nghiệm. Hình 2: Giếng quan trắc bằng phương pháp Piezometer Hãng Geokon đƣa ra công thức xác định áp lực nƣớc đẩy nổi khi sử dụng thiết bị GK-4500S nhƣ sau: P = G(R1-R0)+K(T1-T0), kPa (1) Hình 1: Đầu đo Piezometer (GK-4500S) Trong đó: G - hệ số hiệu chuẩn tuyến tính (Linear Gage Đầu đo sử dụng một màng chắn áp lực Factor) của thiết bị trên 1 đơn vị đo tính bằng (diaphragm) gắn với một dây rung (vibrating (kPa/digit); wire). Áp lực nƣớc tác động vào mặt ngoài K - hệ số điều chỉnh nhiệt độ (Thermal của màng chắn này gây nên dịch chuyển của Factor) tính bằng kPa/0C; tấm màng và làm thay đổi sức căng cũng R0 - số đọc ―Initial Zero Reading‖ đƣợc cung nhƣ tần số của dây rung. Sự thay đổi này sẽ cấp trong giấy Certificate of Quality & đƣợc truyền đến đầu đọc để ghi nhận thông Conformity bởi nhà sản xuất; tin. Một lớp đá thấm đƣợc gắn vào đầu đầu K0 - số đọc ―Initial Zero Temperature‖ đƣợc đo để chỉ cho phép dòng nƣớc đi qua và cung cấp trong giấy Certificate of Quality & ngăn cản các hạt đất đi vào bên trong. Khi Conformity bởi nhà sản xuất; đầu đo đƣợc hạ xuống nƣớc, áp lực nƣớc sẽ R1 - số đọc tần số trên đầu đọc GK – 404 tại ép vào bộ lọc ở đầu đầu đo, nén không khí thời điểm đo; trong không gian giữa đá lọc và màng ngăn. K1 - số đọc nhiệt độ trên đầu đọc GK – 404 Sau một thời gian, không khí này sẽ hòa tan tại thời điểm đo. vào nƣớc, làm đầy bộ lọc và không gian bên trên hoàn toàn bằng nƣớc. Do đó, để có đƣợc 2.2. Phƣơng pháp Standpipe Phƣơng pháp quan trắc bằng giếng Standpipe kế quả chính xác, cần bảo hòa đầu đo trƣớc nhằm xác định cao độ mực nƣớc tự nhiên trong khi lắp đặt. 28 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2020
đất bùn sét để từ đó xác định áp lực đẩy nổi P = w(hw – hz), kPa (2) thông qua việc tính toán áp lực do độ chênh cột Trong đó: nƣớc gây ra thế năng thủy tĩnh. w - là trọng lƣợng riêng của nƣớc (10kN/m3); hw - là cao độ mực nƣớc ngầm (m); hz - là cao độ tại vị trí thí nghiệm (m); 2.3. Phƣơng pháp phần tử hữu hạn Phƣơng pháp phần tử hữu hạn nhằm xác định áp lực nƣớc đẩy nổi thông qua mô phỏng tổng thể công trình, gồm nền đất và kết cấu bằng phần mềm PLAXIS. PLAXIS sử dụng lý thuyết ―groundwater flow‖ làm nền tảng cho các công thức phần tử hữu hạn liên quan đến dòng chảy của nƣớc trong đất. Áp lực nƣớc đẩy nổi đƣợc định nghĩa: Hình 3: Thước đo mực nước ngầm Pactive = Seff.Pwater (3) Yamayo WL50 Pwater = Psteady + Pexcess (4) Trong đó: Khoan, lắp đặt 01 giếng quan trắc SP2 có độ Psteady - là áp lực thủy tĩnh; sâu 9,5m. Sử dụng thƣớc đo mực nƣớc ngầm Pexcess - là áp lực thặng dƣ bị ảnh hƣởng bởi Yamayo WL50 - Nhật Bản, độ chia mặt thƣớc sự thay đổi ứng suất do gia tải hoặc dở tải, do sự 1cm, sử dụng đầu đo Stainless đƣờng kính 19mm. thay đổi của điều kiện thủy lực cũng nhƣ quá trình cố kết. Seff – là độ bão hòa có hiệu trong mô hình Van Genuchten (1980). 3. XÁC ĐỊNH ÁP LỰC NƢỚC ĐẨY NỔI TRONG ĐẤT BÙN SÉT TẠI QUẬN 2, TP. HỒ CHÍ MINH Công trình đƣợc sử dụng trong quan trắc tọa lạc tại phƣờng An Lợi Đông, Quận 2, TP.HCM. Quy mô xây dựng gồm 2 tầng hầm, 4 tầng lầu, tầng kỹ thuật và tầng mái. Hoàn thành phần thô vào cuối năm 2015. Hình 4: Giếng quan trắc bằng phương pháp Standpipe Áp lực nƣớc đẩy nổi trong trƣờng hợp không xuất hiện dòng chảy, xác định theo công thức: Hình 1: Mặt bằng tổng thể hầm 2 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2020 29
2 3 1 4 Hình 2: Mặt cắt tổng thể công trình Hình 4: Mặt bằng bố trí 04 vị trí quan trắc áp lực nước đẩy nổi tại tầng hầm 2 Hình 3: Mặt cắt địa chất điển hình Trong đó, lớp 1: Đất san lấp; lớp 2a: Bùn sét màu xám xanh, xám đen, trạng thái chảy; lớp 2c: Cát pha sét màu xám xanh, trạng thái rời; lớp 2b: Bùn sét xánh xanh, xám đen, trạng thái chảy – dẻo chảy; lớp 4: Cát pha bụi sét màu Hình 5: Mặt cắt chi tiết giếng quan trắc xám xanh, xám đen, trạng thái chặt vừa; lớp 5: Piezometer Sét dẻo cao màu nâu vàng, trạng thái cứng. Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng Thời gian quan trắc diễn ra vào mùa mƣa từ nhiệt đới gió mùa cận xích đạo. Cũng nhƣ các tháng 09÷12/2019. Trích lƣợt kết quả quan trắc tỉnh ở Nam bộ, đặc điểm chung của khí hậu-thời đƣợc trình bày trong bảng 1. tiết TP.HCM là nhiệt độ cao đều trong năm và có hai mùa mƣa - khô rõ ràng làm tác động chi Bảng 1: Trích lƣợt kết quả quan trắc phối môi trƣờng cảnh quan sâu sắc, đặc biệt là theo phƣơng pháp Piezometer mực nƣớc dƣới đất. Mùa mƣa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm Thời Áp lực Số đọc Số đọc sau. Do đó, để có đánh giá về áp lực nƣớc trong Vị gian nƣớc lỗ tần số nhiệt trƣờng hợp bất lợi nhất, tác giả lựa chọn mùa trí quan rỗng P (R1) độ (T1) mƣa để thực hiện công tác quan trắc. trắc (kPa) 3.1. Xác định áp lực nƣớc đẩy nổi bằng 2 13-Sep 8354,4 27,2 43,4 phƣơng pháp Piezometer 4 13-Sep 8644,3 27,3 43,5 Căn cứ vào bản vẽ của công trình, tác giả lựa 4 2-Oct 8651,3 27,2 42,4 chọn 04 vị trí đo áp lực nƣớc lỗ rỗng tại đáy sàn 2 7-Oct 8354 27 43,4 hầm 2 (cao độ -8,2m so với sàn Trệt) nhƣ sau: 4 7-Oct 8644,6 26,9 43,4 30 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2020
Thời Áp lực Kết luận: Với phƣơng pháp Piezometer, áp Số đọc Số đọc Vị gian nƣớc lỗ lực nƣớc đẩy nổi bên trong tƣờng hầm có giá trị tần số nhiệt trí quan rỗng P dao động từ 30,4 kPa đến 46,8 kPa, trung bình (R1) độ (T1) trắc (kPa) đạt 39.1kPa tại độ sâu thí nghiệm. 1 9-Oct 8400,9 27,2 38,3 3.2. Xác định áp lực nƣớc đẩy nổi bằng 4 9-Oct 8680,1 27,1 38,0 phƣơng pháp Standpipe 1 12-Oct 8407,3 27,3 37,6 Tác giả lựa chọn vị trí trên mặt bằng xung 4 12-Oct 8685 27,2 37,2 quanh ranh tầng hầm để tiến hành quan trắc cao 3 21-Oct 8694,5 27,4 35,8 độ mực nƣớc ngầm bằng giếng Standpipe (SP2). 1 23-Oct 8442,2 27,1 33,8 Những vị trí này nằm gần 04 vị trí quan trắc áp 3 23-Oct 8712,5 27,6 33,1 lực đẩy nổi bằng đầu đo Piezometer. 1 25-Oct 8445,9 27,2 33,4 3 25-Oct 8715,4 27,6 32,6 1 28-Oct 8450,5 27,2 32,9 3 28-Oct 8718,6 27,6 32,1 1 30-Oct 8393,2 27 39,1 3 30-Oct 8677,1 27,6 38,5 1 31-Oct 8391,1 26,9 39,4 3 31-Oct 8674,5 27,5 38,9 2 9-Nov 8453,1 27,3 32,6 Hình 11: Mặt bằng bố trí giếng Standpipe 3 9-Nov 8717,6 26,7 32,3 quan trắc mực nước ngầm 2 3-Dec 8370,2 26,5 41,7 3 3-Dec 8657,4 26,5 41,4 Sau khi quá trình lắp đặt giếng SP2 hoàn tất, 2 5-Dec 8369 26,6 41,8 tiến hành công tác xác định chênh cao giữa đỉnh 3 5-Dec 8656,2 26,6 41,6 ống và sàn tầng Trệt bằng phƣơng pháp đo cao 2 7-Dec 8368,1 26,7 41,9 hình học từ giữa, sử dụng máy thủy bình đặt 3 7-Dec 8655,3 26,7 41,8 khoảng giữa 2 điểm, mia dựng tại 2 điểm. Quy ƣớc cao độ sàn Trệt là ±0.000m. Chênh cao giữa đỉnh giếng SP2 với sàn Trệt là -0,300m. Thời gian quan trắc diễn ra vào mùa mƣa từ tháng 10÷12/2019. Kết quả quan trắc đƣợc trình bày trong bảng 2. Bảng 2: Kết quả quan trắc theo phƣơng pháp Standpipe Thời Cao độ mực Áp lực nƣớc tại gian nƣớc so với Chu cao độ thí quan cao độ đỉnh kỳ nghiệm P (kPa) trắc giếng (m) 7-Oct -2.492 53,0 1 Hình 10: Áp lực nước đẩy nổi theo phương 9-Oct -2.516 52,8 2 pháp Piezometer tại cao độ thí nghiệm (-8,2m) ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2020 31
Thời Cao độ mực Áp lực nƣớc tại gian nƣớc so với Chu cao độ thí quan cao độ đỉnh kỳ nghiệm P (kPa) trắc giếng (m) 12-Oct -2.540 52,5 3 15-Oct -2.556 52,4 4 19-Oct -2.596 52,0 5 21-Oct -2.616 51,8 6 23-Oct -2.640 51,5 7 25-Oct -2.662 51,3 8 28-Oct -2.695 51,0 9 Hình 13: Áp lực nước đẩy nổi theo phương 30-Oct -2.722 50,7 10 pháp Standpipe tại cao độ thí nghiệm (-8,2m) 31-Oct -2.725 50,7 11 2-Nov -2.740 50,6 12 Kết luận: Với phƣơng pháp Standpipe, áp lực nƣớc đẩy nổi bên ngoài tƣờng hầm có giá trị dao 5-Nov -2.777 50,2 13 động từ 49,8 kPa đến 53,0 kPa, trung bình đạt 7-Nov -2.798 50,0 14 50,7 kPa tại độ sâu thí nghiệm. 9-Nov -2.810 49,9 15 3.3. Phân tích kết quả quan trắc của 02 11-Nov -2.816 49,8 16 phƣơng pháp thực nghiệm 13-Nov -2.816 49,8 17 Xác định áp lực đẩy nổi bằng đầu đo 15-Nov -2.814 49,8 18 Piezometer là phƣơng pháp cho kết quả trực 19-Nov -2.814 49,8 19 tiếp ngay tại vị trí thí nghiệm. Xác định áp lực 21-Nov -2.814 49,8 20 đẩy nổi bằng cao độ mực nƣớc ngầm thông 23-Nov -2.812 49,9 21 qua công tác quan trắc mực nƣớc dƣới đất sử 25-Nov -2.812 49,9 22 dụng giếng Standpipe là phƣơng pháp cho kết 27-Nov -2.814 49,8 23 quả bán gián tiếp thông qua việc tính toán áp 29-Nov -2.812 49,9 24 lực do độ chênh cột áp nƣớc gây ra thế năng 3-Dec -2.812 49,9 25 h. 5-Dec -2.812 49,9 26 7-Dec -2.812 49,9 27 Hình 14: Sơ đồ bố trí 02 phương pháp quan trắc áp lực nước tại hiện trường Có thể thấy, giá trị áp lực nƣớc đo đƣợc từ Hình 12: Cao độ mực nước ngầm theo chu kỳ phƣơng pháp Piezometer nhỏ hơn phƣơng pháp 32 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2020
Standpipe. Điều này đƣợc lý giải nhƣ sau: Bảng 3: Bảng thống số vật liệu sử dụng Trong quá trình thi công phần ngầm, các giếng trong PLAXIS bơm giữ vai trò hạ thấp cao độ mực nƣớc ngầm, Lớp đất phục vụ công tác đào đất và thi công kết cấu Thông số 1 2a 2c 2b 4 5 tầng hầm. Khi thi công xong, các giếng bơm Mô hình Hardening Soil Soft Soil Hardening Soil Soft Soil Hardening Soil Soft Soil này sẽ ngừng hoạt động, nƣớc đƣợc trả về trạng Ứng xử Drained Undrained (A) Drained Undrained (A) Drained Undrained (A) unsat thái tự nhiên, điều này gây ra sự chuyển dịch sat (kN/m3) (kN/m3) 17.36 18 14.75 15.04 18.75 19.33 15.74 16.05 19.46 20 20.12 20.63 nƣớc tự do trong lỗ rỗng của đất từ nơi có áp lực einit 0.5 2.181 0.802 1.667 0.682 0.602 E50ref (kN/m2) 1000 2000 30000 cao hơn (bên ngoài tƣờng hầm) đến nơi có áp Eoedref (kN/m2) 1000 2000 30000 lực thấp hơn (bên trong tƣờng hầm), sự thấm Eurref (kN/m2) 3000 6000 90000 CC 1.39 0.92 0.23 này kết thúc khi áp lực nƣớc đƣợc trả về trạng Cs 0.09 0.05 0.06 thái cân bằng. Vì hệ số thấm trong lớp bùn sét là c' (kN/m2) 5 7.35 7.5 6.59 6.4 58.67 ' Deg 15 23.65 24.28 24.93 26.38 28.52 rất nhỏ nên cần một khoảng thời gian rất dài cho y Deg 0 0 0 0 0 0 quá trình thấm xảy ra hoàn tất để đạt đến trạng Model Van Genuchten Van Genuchten Van Genuchten Van Genuchten Van Genuchten kz thái cân bằng áp lực nƣớc lỗ rỗng bên trong và (m/day) 1 0.00063 0.108 0.000998 0.5996 0.000216 kx,y (m/day) 1 0.00126 0.108 0.001996 0.5996 0.000431 ngoài tƣờng hầm công trình. 3.4. Xác định áp lực nƣớc đẩy nổi bằng Phân tích với PLAXIS 3D: phƣơng pháp phần tử hữu hạn Cao độ mực nƣớc ngầm vào mùa mƣa đƣợc tác giả quan trắc từ tháng 10-12.2019 tại mục 3.2, giá trị trung bình là -2.000m so với mặt đất tự nhiên. Áp lực nƣớc đo đƣợc bằng phƣơng pháp Piezometer là áp lực nƣớc tổng, nghĩa là tổng của áp lực nƣớc thủy tĩnh (Psteady) và áp lực nƣớc thặng dƣ (Pexcess). Theo công thức (3 và (4) thì PLAXIS gọi áp lực này là Pactive. Áp Hình 15: Mô phỏng trong PLAXIS 3D lực nƣớc thủy tĩnh xác định theo wh, áp lực nƣớc thặng dƣ xác định từ Kwv/n (v là biến dạng thể tích). Công trình đƣợc thi công hoàn tất vào cuối năm 2015, do đó thời gian chạy bài toán cố kết đến thời điểm hiện tại là 4 năm (1460 ngày). Trình tự khai báo các Phase trong PLAXIS nhƣ sau: Phase 1: Thi công cọc và tƣờng vây (Plastic analysic). Phase 2: Hạ mực nƣớc ngầm, đào đất và thi công phần ngầm công trình (Plastic analysic). Phase 3: Cố kết cho giai đoạn thi công phần ngầm: 6 tháng (Consolidation analysic). Phase 4: Trả nƣớc về cao độ ban đầu, thi Hình 16: Áp lực nước Pactive sau 4 năm công phần thân, cố kết 4 năm (Consolidation cố kết (bên ngoài tường hầm: 50 kPa, analysic). bên trong tường hầm trung bình đạt 44 kPa) ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2020 33
Phân tích với PLAXIS 2D: chiều ngƣợc với áp lực thủy tĩnh (Psteady), Vì công trình sử dụng móng cọc, đáy đài và cùng với đó cũng cho thấy có sự tƣơng giao sàn hầm đặt trong tầng đất bùn sét có sức chịu giữa độ gia tăng áp lực đẩy nổi và độ tiêu tán áp tải rất nhỏ, nên có thể xem toàn bộ tải trọng lực thặng dƣ theo thời gian. Khi áp lực thặng dƣ công trình truyền xuống cọc đi vào lớp đất tốt bị tiêu tán hết, áp lực đẩy nổi (Pactive) sẽ bằng bên dƣới. Do đó, về cơ bản có thể bỏ qua ảnh áp lực thủy tĩnh. hƣởng của tải trọng công trình trong mô hình PLAXIS 2D. Hình 17: Mô phỏng trong PLAXIS 2D Xét mặt cắt A-A đi qua đáy sàn hầm 2, tại cao độ -7.000m so với mặt đất tự nhiên. Hình 19: Áp lực nước Pactive sau 4 năm cố kết tại mặt cắt A-A (bên ngoài tường hầm: 50 kPa, bên trong tường hầm trung bình đạt 41.45 kPa) Kết luận: Với phƣơng pháp phần tử hữu hạn, áp lực nƣớc đẩy nổi bên trong tƣờng hầm có giá trị dao động từ 41.45 kPa (PLAXIS 2D) đến 44 kPa (PLAXIS 3D), bên ngoài tƣờng hầm là 50 kPa. 3.5. Nhận xét và thảo luận Phƣơng pháp xác định áp lực nƣớc đẩy nổi bằng PLAXIS cho kết quả tƣơng đối phù hợp với 02 phƣơng pháp thực nghiệm (Piezometer Hình 18: Áp lực nước Pexcess sau 4 năm và Standpipe). Khi phân tích bằng phƣơng pháp cố kết tại mặt cắt A-A phần tử hữu hạn, có thể giải thích thêm cho sự khác biệt giữa kết quả của hai phƣơng pháp thực Nhƣ vậy, sau 4 năm cố kết, tồn tại áp lực nghiệm nhƣ sau: phƣơng pháp Standpipe cho nƣớc lỗ rỗng thặng dƣ (Pexcess) có chiều có kết quả là áp lực thủy tĩnh (Psteady). Trong khi 34 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2020
đó phƣơng pháp Piezometer là áp lực nƣớc tổng bơm ngừng hoạt động), áp lực nƣớc đẩy nổi sẽ (Pactive), có xét đến giá trị thặng dƣ chƣa đƣợc gia tăng theo thời gian, cùng với đó là sự tiêu tiêu tán hết tại thời điểm quan trắc (sau 4 năm). tán áp lực nƣớc lỗ rỗng thặng dƣ. Qúa trình này Trình tự thi công phần ngầm, đặc biệt là quá có sự tƣơng quan đồng biến với nhau. Nói cách trình trả nƣớc nhƣ đã phân tích ở trên, gây ra áp khác, quá trình trả nƣớc hình thành chênh lệch lực nƣớc thặng dƣ có chiều ngƣợc với áp lực áp lực nƣớc giữa trong và ngoài tƣờng hầm gây thủy tĩnh. Điều này đã đƣợc chứng minh thông ra sự chuyển dịch nƣớc tự do trong lỗ rỗng của qua mô phỏng PLAXIS ở trên. Vì vậy, áp lực đất từ nơi có áp lực cao hơn đến nới có áp lực nƣớc đo đƣợc từ phƣơng pháp Piezometer có thấp hơn, sự thấm này kết thúc khi áp lực nƣớc phần nhỏ hơn phƣơng pháp Standpipe vì áp lực trong và ngoài tƣờng hầm đƣợc trả về trạng thái nƣớc thặng dƣ tại thời điểm đo chƣa đƣợc tiêu cân bằng. tán hết. Tóm lại, thông qua các phƣơng pháp thực 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ nghiệm cũng nhƣ mô phỏng, khẳng định rằng Phƣơng pháp xác định áp lực nƣớc đẩy nổi tồn tại áp lực nƣớc đẩy nổi trong đất bùn sét tại bằng đầu đo Piezometer cho kết quả trực tiếp khu vực Quận 2, TP. Hồ Chí Minh. Tác động ngay tại vị trí thí nghiệm, giá trị thu đƣợc là áp của áp lực đẩy nổi đối với dầm sàn tầng hầm vô lực nƣớc tổng (bao gồm áp lực nƣớc thủy tĩnh cùng nguy hiểm vì làm đổi thớ căng của và áp lực nƣớc thặng dƣ). Phƣơng pháp xác moment, do đó phải đƣợc xét đến trong thiết kế định áp lực nƣớc đẩy nổi bằng giếng Standpipe kết cấu để tính toán bố trí cốt thép hợp lý. cho kết quả bán gián tiếp thông qua việc tính toán áp lực do độ chênh cột áp nƣớc gây ra thế TÀI LIỆU THAM KHẢO năng thủy tĩnh h, giá trị thu đƣợc là áp lực thủy tĩnh. Phƣơng pháp xác định áp lực nƣớc [1] Châu Ngọc Ẩn, ―Cơ học đất‖, Nhà xuất đẩy nổi bằng PLAXIS cho kết quả tƣơng đối bản Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2016. phù hợp với 02 phƣơng pháp thực nghiệm [2] H. B. Seed, I. M. Idriss, and I. Arango, (Piezometer và Standpipe). ―Evaluation of liquefaction potential using feld Đối với các công trình có tầng hầm thi công performance data,‖ Journal of Geotechnical trong đất bùn sét, biện pháp thi công thƣờng sử Engineering, 1983. dụng giếng bơm để hạ mực nƣớc ngầm bên [3] Ji-wen Zhang et al, ―Buoyancy Force trong hố đào nhằm phục vụ cho công tác đào Acting on Underground Structures considering đất, sau khi thi công xong phần ngầm các giếng Seepage of Confined Water‖, Hindawi, 2019 bơm này sẽ ngừng hoạt động. Khi ấy áp lực [4] Instruction Manual Model 4500 series nƣớc đẩy nổi sẽ tăng trở lại. Trong đất dính đặc Vabrating Wire Piezometer, Geokon, 2019 biệt là bùn sét, quá trình gia tăng áp lực nƣớc [5] PLAXIS 2D Reference Manual 2019 đẩy nổi cần một khoảng thời gian tƣơng đối dài. [6] PLAXIS 3D Reference Manual 2019 Tính từ thời điểm bắt đầu trả nƣớc (giếng Người phản biện: PGS,TS. ĐẬU VĂN NGỌ ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2020 35